苯甲醇合成苯甲酸乙酯综合制备实验的课程思政设计
刘玲, 王海滨, 强根荣
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202304080
将苯甲酸合成与苯甲酸乙酯制备两个经典实验改造为综合实验,并以改进合成过程实现绿色、高效转化为案例,引导学生通过查阅文献,综合分析合成过程,指出原合成方法存在的问题和不足,提出改进的建议,在此过程中,引导学生将法律法规、实验规范、学科伦理、绿色理念、环保和可持续发展理念等融入实验的设计和实施全过程,使学生在受到基本操作训练的同时得到素质的全面提升。
关键词: 苯甲醇, 苯甲酸, 苯甲酸乙酯, 有机化学实验, 绿色化学, 课程思政
4-羟基苯乙酮制备对乙酰氨基酚的两步合成实验设计
匡永清, 刘劼, 冯见君, 杨文, 蔡双莲, 史玲
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202403012
设计了由4-羟基苯乙酮制备对乙酰氨基酚的两步合成实验,并应用于本科教学。先由4-羟基苯乙酮与羟胺缩合产生4-羟基苯乙酮肟,再由三聚氯氰催化4-羟基苯乙酮的Beckmann重排反应得到对乙酰氨基酚。实验应用了回流、萃取、干燥、过滤、旋转蒸发、薄层色谱和柱层析等重要有机实验操作,可综合训练学生的有机合成技术。通过制备具有重要医学和经济价值的目标化合物,向学生展示了有机合成技术在实际生活中的应用,有利于提高他们学习有机化学的兴趣。Beckmann重排采用了有机小分子催化剂,有助于学生加深理解有机催化的意义和Beckmann重排反应的机理。
关键词: 对乙酰氨基酚, 酮肟化, Beckmann重排, 有机催化
一例多齿席夫碱构筑的Tb2配合物的结构、荧光性质及生物活性
马鑫, 孙娅, 孙楠, 康倩, 张佳佳, 朱瑞涛, 高晓丽
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230357
使用多齿希夫碱配体H4L(H4L=N',N″-((1E,1'E)-(1,10-菲咯啉-2,9-二酰基)双(亚甲基)双(2-羟基苯甲酰肼))与Tb(acac)3·2H2O反应(acac-=乙酰丙酮根),通过溶剂热法,设计并合成了一例结构新颖的双核铽配合物[Tb2(L)(H2L)]·2CH3OH·CH3CN (1),并研究了该配合物的结构、荧光性质及生物活性。单晶X射线衍射分析表明该配合物主要含有2个Tb离子和2个失去不同质子的配体离子(L4-和H2L2-)。中心Tb1和Tb2离子都是九配位的,其几何构型呈现扭曲的呼啦圈形。固体荧光实验测试结果表明:该配合物在室温下表现出Tb离子的荧光特征发射峰。生物活性研究表明,与配体H4L和稀土离子相比较,配合物具有更强的抗菌活性。采用紫外可见光谱法、循环伏安法、凝胶电泳法和荧光光谱法研究了该配合物与小牛胸腺DNA之间的相互作用,结果表明配合物主要以插入作用的方式与小牛胸腺DNA结合。
关键词: Tb2配合物, 生物活性, DNA作用, 荧光性质, 晶体结构
Two Ni-based frameworks with helices and dinuclear units constructed from semi-rigid carboxylic acid and imidazole derivatives
Xiaoru LIU, Jinlian SHI, Yajia ZHENG, Shuangcun MO, Zhongxuan XU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240328
Under hydrothermal conditions, semi-rigid 4-(1-carboxyethoxy)benzoic acid (H2cba) and Ni(Ⅱ) ions reacted with imidazole derivatives 1,4-di(1H-imidazol-1-yl)benzene (1,4-dib) and 4,4'-di(1H-imidazol-1-yl)-1,1'-biphenyl (4, 4' dib) to form complexes {[Ni(cba)(1, 4 dib)(H2O)0.5] ·0.5H2O}n (HU21) and {[Ni(cba)(4, 4' dib)(H2O)0.5] · 0.5H 2O}n (HU22), respectively. Singlecrystal X-ray diffraction analysis revealed that both complexes HU21 and HU22 contain binuclear [Ni2(CO2)2(H2O)]2+ units, which are further bridged together via cba2- anions to form 1D [Ni2(H2O)(cba)2]n chains in HU21 and HU22. In addition to the [Ni2(H2O)(cba)2]n chains, large right-handed and lefthanded helical chains were constructed by Ni(Ⅱ) ions, water molecules, and 1,4-dib ligands in HU21, with diameters of up to 1.6 nm along the b-axis. These helical chains are further joined together in a 1∶1 ratio to form a 3D framework. Subsequently, the [Ni2(H2O)(cba)2]n chains are incorporated into the 3D framework to build a six-connected dense network with a point symbol of (44.611) in HU21. In complex HU22, left-and right-handed helical chains were also observed. However, unlike the 3D framework constructed by helical chains in HU21, these helical chains in HU22 can only form a 2D layer. Adjacent layers are packed together in an ABAB pattern to form a six-connected framework in the presence of [Ni2(H2O) (cba)2]n chains. UV-Vis absorption experiments indicated that complexes HU21 and HU22 are semiconductor materials with strong light absorption capacities in the ultraviolet and visible regions. Moreover, magnetic experiments showed that HU21 and HU22 exhibit similar antiferromagnetic behaviors.
关键词: Ni-based complex, binuclear unit, helical chain, semiconductor material, antiferromagnetic property
2,5-二溴对苯二甲酸构筑的铪(Ⅳ)基金属有机框架的质子导电性能
李建定, 冯俊阳, 任慧敏, 李纲
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240464
以2,5-二溴对苯二甲酸(H2BDC-Br2)为桥联配体,采用快速合成法,与HfCl4进行自组装,成功制备了一个与传统UiO-66结构相同的三维多孔铪基金属有机框架(UiO-66-Br2-Hf) (1)。首先通过热重分析(TGA)、粉末X射线衍射(PXRD)等表征手段证实了 1的卓越的结构稳定性。进而系统地考察了其在水分子辅助下的质子导电能力,发现其质子电导率与温度和相对湿度(RH)呈正相关关系,且在100 ℃和98% RH下,其质子电导率高达3.11×10-3 S·cm-1。最后,结合结构分析、氮气和水蒸气吸附测试以及活化能计算等,对其质子导电机制进行了探究。
关键词: 2,5-二溴对苯二甲酸, 铪(Ⅳ), 金属有机框架, 质子传导, 导电机理
溴代苯并噁嗪的合成——推荐一个本科科研创新转化的综合有机化学实验
王一诺, 刘子羽, 谭红霞, 童军, 徐大振
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202411077
本文介绍了一个源于本科生科研训练计划的综合有机化学实验。该实验以2-氨基苯乙酮为原料,通过Wittig、酰胺化和溴环化三步反应实现对苯并噁嗪的制备。该实验中,两个中间体和最终产物都进行了结构表征和分析,涉及的主要操作包括:加热回流、薄层色谱检测、过滤和柱色谱等技术,旨在提高学生有机化合物多步合成及波谱解析能力。此外,经典和最新报道的有机合成方法都涉及其中,这不仅有助于学生巩固理论知识、提高实验能力,还能激发他们学习探索化学的兴趣。
关键词: Wittig反应, 酰胺化, 铁盐催化, 环化反应, 有机合成
二溴对苯二甲酸构建的离子氢键有机框架的质子传导和荧光性能
冯俊阳, 韩小丽, 宋永杰, 李纲
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250350
针对新型质子导电材料在环境适应性与稳定性方面的需求,以2,5-二溴对苯二甲酸(H2BDC-Br2)为前驱体,采用溶剂热法构筑了三维离子型氢键有机框架(iHOF 1)。利用单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、电化学阻抗谱及固态荧光光谱等表征技术,系统研究了其晶体结构、材料稳定性、质子传导行为及荧光性质。结构解析表明,iHOF 1结晶于单斜晶系C2/c空间群,其三维框架由HBDC-Br2-与(Me2NH2)+通过强分子间氢键和静电相互作用稳定构筑。电导性能测试显示,其质子电导率表现出显著的温湿度依赖性,在100 ℃、相对湿度(RH)98%条件下可达1.72×10-3 S·cm-1。不同湿度下的活化能分析(68%:Ea=0.44 eV,98%:Ea=0.41 eV)证实,质子传输遵循Grotthuss跳跃机制,框架内由亲水性羧基、溴原子及(Me2NH2)+构成的连续氢键网络是质子快速传导的关键。稳定性研究表明,该材料具有优异的热稳定性(分解温度:230 ℃)与化学稳定性(水浸泡及电化学测试后结构保持完整)。此外,该材料在324 nm光激发下于432 nm处呈现单色性良好的蓝光发射,源于芳香基团的ππ*跃迁。
关键词: 2,5-二溴对苯二甲酸, 氢键有机框架, 晶体结构, 质子电导, 固态荧光

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